(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域において所定の表示パターンの形状に合わせて設けられた１つ以上の第１電極と、１つ以上の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備え、前記第１電極は前記液晶層を挟んで１つの前記第２電極と重なるように形成されている液晶表示素子であって、
少なくとも前記第１電極のいずれかと前記第２電極のいずれかとが重なる領域である各表示パターン領域内において、前記第１電極と前記第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成されており、
前記各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも同一表示パターン領域内で、同じ方向を向いており、かつ当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
表示領域における横方向に配置された複数の第１電極と、前記第１電極と交差するように表示領域における縦方向に配置された複数の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子であって、
少なくとも前記第１電極のいずれかと前記第２電極のいずれかとが重なる領域である各画素領域内において、前記第１電極と前記第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成されており、
前記各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも同一画素領域内で、同じ方向を向いており、かつ当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】
表示領域において所定の表示パターンの形状に合わせて設けられた第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子において、
前記第１電極と前記第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成され、
前記Ｌ字形状のスリットが同じ方向を向いて規則的に配置されることによって、当該スリットが設けられる電極に複数の矩形のサブ画素電極が形成され、
前記各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも前記第１電極と前記第２電極とが重なる領域内で、当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されており、
前記矩形のサブ画素電極は、当該サブ画素電極の上辺と右辺とがある１つのＬ字形状のスリットの内側に折れている部分と接する方向関係において、右上の角とその角から伸びる上辺と右辺がＬ字形状の第１のスリットにより規定され、左辺は前記第１のスリットの左に隣位するＬ字形状の第２のスリットにより規定され、下辺は前記第１のスリットの下に隣位するＬ字形状の第３のスリットにより規定されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項４】
表示領域における横方向に配置された複数の第１電極と、前記第１電極と交差するように表示領域における縦方向に配置された複数の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子において、
前記第１電極と前記第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成され、
前記Ｌ字形状のスリットが同じ方向を向いて規則的に配置されることによって、当該スリットが設けられる電極に複数の矩形のサブ画素電極が形成され、
前記各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも前記第１電極と前記第２電極とが重なる領域である各画素領域内で、当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されており、
前記矩形のサブ画素電極は、当該サブ画素電極の上辺と右辺とがある１つのＬ字形状のスリットの内側に折れている部分と接する方向関係において、右上の角とその角から伸びる上辺と右辺がＬ字形状の第１のスリットにより規定され、左辺は前記第１のスリットの左に隣位するＬ字形状の第２のスリットにより規定され、下辺は前記第１のスリットの下に隣位するＬ字形状の第３のスリットにより規定されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項５】
第１電極がセグメント電極であり、第２電極がコモン電極である液晶表示素子において、
セグメント電極に、Ｌ字形状のスリットが形成されている
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
Ｌ字形状のスリットが形成されている電極の対向側の電極の各サブ画素電極の中心部に相当する位置に、ドット状のスリットが形成されている
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
Ｌ字形状のスリットは、サブ画素電極の一辺のサイズが４０〜８５μｍとなるように形成されている
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
Ｌ字形状のスリットの幅は、７〜１４μｍである
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
第１電極を複数備え、
各Ｌ字形状のスリットは、表示領域全体を通して同じ方向を向いて形成されている
請求項１または請求項３に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶の初期配向が垂直方向である液晶表示素子に関し、特に、配向乱れを減少させることができる液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子として、電圧が印加されないときの液晶層における液晶分子の配向（初期配向）が基板面に対して略垂直な垂直配向である液晶表示素子がある。このような液晶表示素子をＶＡ（Vertical Alignment ）型の液晶表示素子と呼ぶ。ＶＡ型の液晶表示素子では、誘電異方性が負である液晶が用いられる。そして、液晶層に電圧を印加することによって、液晶（液晶分子）を、基板面に対して水平に近づく状態にさせる（例えば、特許文献１参照。）。ＶＡ型の液晶表示素子は、ＴＮ（Twisted Nematic ）型の液晶表示素子やＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）型の液晶表示素子と比較すると、応答性が高まり、高コントラストの表示を実現できる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
電圧が印加されないときの液晶の配向が基板に対して完全に垂直である場合には、電圧が印加されたときの液晶が傾く方向を規定することができない。その結果、液晶の配向が一様にならず表示品位が低下する。よって、何らかの方法で、プレチルトを付けるか、電極形状を工夫して液晶が傾く方向を規定する必要がある。プレチルトを付ける方法または電極形状を工夫して液晶が傾く方向を規定する方法として、印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法、電極等にリブ構造を設けるリブ法、酸化珪素（ＳｉＯ２）を基板に斜めに蒸着する斜め蒸着法等がある。また、垂直配向製の配向膜にラビング処理を施すことによって液晶の配向方向を規定することもできる。
【０００４】
また、液晶の配向方向を規定する方法として、電極にスリットを形成する方法がある。例えば、特許文献３には、電極に複数の開口部を規則的に設けることにより、その開口部により規定されるサブ画素領域内の液晶分子を軸対称状に配向させる液晶表示装置が記載されている。特許文献３に記載されている液晶表示装置において、サブ画素領域は、多角形の角および辺の少なくとも一方に該開口部を有するように規定される。なお、電極にスリットを形成する方法による、複数の配向方向を混在化させる配向分割も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０７７８２号公報（段落０００２−０００４）
【特許文献２】特開２００６−１１３６２号公報（段落００１４）
【特許文献３】特許第３３６７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ラビング処理を施す方法は、筋状の表示むら等ラビングによる表示品位の低下や歩留低下が起こりやすく、複数の配向方向を混在化させる配向分割による視野角特性改善が難しいという問題がある。また、電極等にリブ構造を設けるリブ法は、工程数が多くなり生産コストが増えるという問題がある。
【０００７】
電極にスリットを形成する方法による配向分割では、各サブ画素間での液晶配向状態のばらつきが大きく、配向乱れが生じた領域では液晶の倒れる方向が揃っていないために透過率のばらつき、コントラストのばらつきが生じる等、結果として表示品位が低下するという問題があった。
【０００８】
なお、特許文献３の図５（ｃ）に記載されているようなＩ字形状のスリットを、サブ画素領域の四辺を囲むように配置した電極を有する液晶表示素子における透過率変化をシミュレーションにより計算してみると、隣接するサブ画素電極と接続するための領域（図１７の接続用領域９０参照。）の面積が大きくなるにつれて、その領域から液晶分子の配向乱れが生じる可能性が考えられる。すなわち、一旦は液晶の配向方向を一様に制御できたとしても、接続用領域の配向安定性が悪いと、その影響を受けるサブ画素領域においても徐々に液晶の配向状態が乱れていくことが考えられる。
【０００９】
そこで、本発明は、電圧印加時の配向乱れを低減して液晶の配列をより均一にでき、表示品位を向上させることができるＶＡ型の液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による液晶表示素子は、表示領域において所定の表示パターンの形状に合わせて設けられた１つ以上の第１電極と、１つ以上の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備え、第１電極は液晶層を挟んで１つの第２電極と重なるように形成されている液晶表示素子であって、少なくとも第１電極のいずれかと第２電極のいずれかとが重なる領域である各表示パターン領域内において、第１電極と第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成されており、各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも同一表示パターン領域内で、同じ方向を向いており、かつ当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明による液晶表示素子は、表示領域において所定の表示パターンの形状に合わせて設けられた第１電極と、第１電極と対向する第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子において、第１電極と第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成され、Ｌ字形状のスリットが同じ方向を向いて規則的に配置されることによって矩形のサブ画素電極が形成され、各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも第１電極と第２電極とが重なる領域内で、当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されており、矩形のサブ画素電極は、当該サブ画素電極の上辺と右辺とがある１つのＬ字形状のスリットの内側に折れている部分と接する方向関係において、右上の角とその角から伸びる上辺と右辺がＬ字形状の第１のスリットにより規定され、左辺は前記第１のスリットの左に隣位するＬ字形状の第２のスリットにより規定され、下辺は前記第１のスリットの下に隣位するＬ字形状の第３のスリットにより規定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による液晶表示素子は、表示領域における横方向に配置された複数の第１電極と、第１電極と交差するように表示領域における縦方向に配置された複数の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子であって、少なくとも第１電極のいずれかと第２電極のいずれかとが重なる領域である各画素領域内において、第１電極と第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成されており、各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも同一画素領域内で、同じ方向を向いており、かつ当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されていてもよい。
また、本発明による液晶表示素子は、表示領域における横方向に配置された複数の第１電極と、第１電極と交差するように表示領域における縦方向に配置された複数の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられ電圧無印加時の液晶の配向が垂直配向である液晶層とを備えた液晶表示素子において、第１電極と第２電極のうちのいずれか一方の電極に、規則的に配置された複数のＬ字形状のスリットが形成され、Ｌ字形状のスリットが同じ方向を向いて規則的に配置されることによって矩形のサブ画素電極が形成され、各Ｌ字形状のスリットは、少なくとも第１電極と第２電極とが重なる領域である各画素領域内で、当該スリットが設けられる電極が、複数の矩形のサブ画素電極であって隣接するサブ画素電極と接続するための接続部を３つの角に有する複数の矩形のサブ画素電極に分割されるように形成されており、矩形のサブ画素電極は、当該サブ画素電極の上辺と右辺とがある１つのＬ字形状のスリットの内側に折れている部分と接する方向関係において、右上の角とその角から伸びる上辺と右辺がＬ字形状の第１のスリットにより規定され、左辺は前記第１のスリットの左に隣位するＬ字形状の第２のスリットにより規定され、下辺は前記第１のスリットの下に隣位するＬ字形状の第３のスリットにより規定されていてもよい。
【００１２】
また、第１電極がセグメント電極であり、第２電極がコモン電極である液晶表示素子において、セグメント電極に、Ｌ字形状のスリットが形成されていてもよい。
【００１３】
また、Ｌ字形状のスリットが形成されている電極の対向側の電極の各サブ画素電極の中心部に相当する位置に、ドット状のスリットが形成されていてもよい。ここで、ドット状とは円形状、楕円形状、あるいは三角形状、四角形状等の多角形状をいう。
【００１５】
また、Ｌ字形状のスリットは、サブ画素電極の一辺のサイズが４０〜８５μｍとなるように形成されていてもよい。
【００１６】
また、Ｌ字形状のスリットの幅は、７〜１４μｍであってもよい。
【００１７】
また、液晶表示素子は、第１電極を複数備え、各Ｌ字形状のスリットは、表示領域全体を通して同じ方向を向いて形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電圧印加時の配向乱れを低減して液晶の配列をより均一にでき、表示品位を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、第１の実施形態のＶＡ型の液晶表示素子の構成例を示す分解斜視図、（ｂ）は第１の実施形態のセグメント電極の例を示す平面図。
【図２】セグメント電極およびコモン電極の形状例を示す平面図。
【図３】セグメント電極側にＬ字形状のスリットを設けた例におけるセグメント電極およびコモン電極を拡大して示す説明図。
【図４】本発明におけるサブ画素電極を説明するための説明図。
【図５】コモン電極側にドット状のスリットを設けた例におけるセグメント電極およびコモン電極を拡大して示す説明図。
【図６】コモン電極側にＬ字形状のスリットを設けた例におけるセグメント電極およびコモン電極の形状例を示す平面図。
【図７】スリットの配置位置の規定方法を示す説明図。
【図８】（ａ）は、第２の実施形態のＶＡ型の液晶表示素子の構成例を示す分解斜視図、（ｂ）は第２の実施形態のセグメント電極およびコモン電極の例を示す平面図。
【図９】セグメント電極側にＬ字形状のスリットを設けた例におけるセグメント電極およびコモン電極を拡大して示す説明図。
【図１０】コモン電極側にドット状のスリットを設けた例におけるセグメント電極およびコモン電極を拡大して示す説明図。
【図１１】第１の実施例のセグメント電極と第１の比較例のセグメント電極とを比較して示す平面図。
【図１２】第１の実施例の評価結果を示す説明図。
【図１３】第１の比較例の評価結果を示す説明図。
【図１４】第１〜第４の実施例および第１、第２の比較例の評価結果を示す説明図。
【図１５】第５の実施例のセグメント電極と第３の比較例のセグメント電極とを比較して示す平面図。
【図１６】第５〜第７の実施例および第３、第４の比較例の評価結果を示す説明図。
【図１７】配向分割のためのスリットが設けられた電極を示す平面図（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態１．
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明による第１の実施形態のＶＡ型の液晶表示素子１の構成例を示す分解斜視図である。液晶表示素子１は、ガラス等の２枚の基板（図示せず）間に形成され、視認側（前側）から前側偏光板１１、セグメント電極部１２、液晶層１３、コモン電極部１４および後側偏光板１５が積層された構造を有する。以下、前側偏光板１１をＦ偏光板１１と記す。また、後側偏光板１５をＲ偏光板１５と記す。液晶表示素子１は、電圧非印加時には、液晶層１３における液晶が垂直配向している。また、Ｆ偏光板１１とＲ偏光板１５とは、各偏光板の吸収軸のそれぞれが直交するように配置されている。なお、図１（ａ）では、基板は記載省略されている。
【００２２】
図１（ｂ）は、セグメント電極部１２の一例を示す平面図である。なお、図１（ａ）では、セグメント電極部１２を板状で示しているが、セグメント電極部１２は、より具体的には表示パターンの形状に合わせて設けられる１つ以上のセグメント電極によって構成されている。図１（ｂ）に示す例では、セグメントタイプの液晶表示素子におけるセグメント電極部１２として、３種類のセグメント電極１２１，１２２，１２３を示している。なお、図示省略しているが、セグメント電極部１２には各セグメント電極の引き廻し配線が含まれる。液晶表示素子１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの能動素子を有していないパッシブ型の液晶表示素子である。また、液晶表示素子１を透過型の液晶表示パネルに適用する場合には、例えば、Ｒ偏光板１５の裏面（後側）にバックライトが設置される。
【００２３】
また、コモン電極部１４についても図１（ａ）では板状で示しているが、コモン電極部１４は、より具体的にはセグメント電極に対向する１つ以上のコモン電極によって構成されている。コモン電極は、少なくとも表示パターンの領域内においてセグメント電極と重なるように形成される。
【００２４】
図２は、本実施形態における液晶表示素子のセグメント電極およびコモン電極の形状例を示す平面図である。なお、図２（ａ）がセグメント電極の形状例を示す、図２（ｂ）がコモン電極の形状例を示している。図２に示す例は、図１（ｂ）に示したセグメント電極の例のうち「℃」形状の「°」に相当する部分のセグメント電極１２２のパターン例である。なお、電極１２２１は、セグメント電極１２２の引き廻し配線である。なお、スリットによる断線防止のために、線幅の狭い引き廻し配線に対してはスリットを設けないほうが好ましい。
【００２５】
通常のセグメントタイプの液晶表示素子の場合、少なくとも表示パターンに合わせた形状のセグメント電極が設けられる。本実施形態のセグメント電極は、図２（ａ）に示すように、表示パターンに合わせた形状ではあるが、その内側に規則的に配置されたＬ字形状のスリット２１が形成されている。
【００２６】
また、図３は、図２に示したセグメント電極１２２およびコモン電極１４１を拡大して示す説明図である。図３（ａ）はセグメント電極１２２を示す平面図であり、図３（ｂ）はコモン電極１４１を示す平面図である。また、図３（ｃ）は、セグメント電極１２２とコモン電極１４１を積層した状態の液晶表示素子１の模式的断面図である。なお、図３（ａ）および（ｂ）では、説明を簡単にするため、Ｌ字形状のスリット２１が当該図面において上下左右方向に並ぶように回転させた状態で示している。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、セグメント電極１２２は、Ｌ字形状のスリット２１が規則的な配置で形成されることによって、複数の矩形のサブ画素電極２０に分割されたようになっている。より具体的には、以下に示すような複数のサブ画素電極２０が並ぶ構造となっている。ここで、各サブ画素電極２０は、一つのＬ字形状のスリット２１よって、４つあるうちの１つの角およびその角から伸びる二辺が規定される形状となっている。また、サブ画素電極２０の残りの３つの角は開口しており、その開口している３つの角を介して、隣接する４つのサブ画素電極２０と接続する形状となっている。以下、サブ画素電極２０の規定において、このように３つの角に設けられる、他のサブ画素電極２０と接続するための部位（電極）を接続部２２と呼ぶ。
【００２８】
例えば、図３（ａ）においてサブ画素電極ｓ５を見ると、右上の角とその角から伸びる上辺と右辺がＬ字形状のスリット（第１のスリット）によって規定されている。そして、左辺は、第１のスリットのひとつ左に形成されているＬ字形状のスリット（第２のスリット）によって規定され、下辺は第１のスリットのひとつ下に形成されているＬ字形状のスリット（第３のスリット）によって規定されている。また、サブ画素電極ｓ５は、左上の角部（矩形の一角を形成する一定の領域）に、上方向に隣接するサブ画素電極ｓ２との接続部２２を有している（図４参照。）。また、右下の角部に、右方向に隣接するサブ画素電極ｓ６との接続部２２を有している（図４参照。）。また、左下の角部に、下方向に隣接するサブ画素電極ｓ８との接続部２２と左方向に隣接するサブ画素電極ｓ４との接続部２２とを有している（図４参照。）。なお、Ｌ字形状のスリットによって規定される角（本例では、右上の角）の対角線上に位置する角部に２つの接続部を有する形となっている。
【００２９】
また、サブ画素電極２０は、一辺のサイズ（図３（ａ）におけるα）が４０〜８５μｍであることが好ましい。４０μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が大きくなり過ぎて液晶の配向状態が悪くなるからである。また、電極形成のパターニング状態のばらつきの影響を受けて所定のスリット形状が形成されず、液晶の配向状態もばらつきができるからである。８５μｍよりも大きくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなってサブ画素電極の中央まで液晶配向が得られにくくなり、液晶の配向状態が悪くなるからである。また、サブ画素電極サイズが大きいと表示パターンが粗く見えてしまうからである。また、サブ画素電極２０の形状は正方形であることが好ましい。換言すると、Ｌ字形状のスリット２１の内角は９０度であることが好ましい。
【００３０】
また、スリット幅（図３（ａ）におけるβ）は、７〜１４μｍであることが好ましい。７μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなり、液晶の配向状態が悪くなるからである。また、１４μｍよりも大きくすると、スリットによって点灯しない部分が増えるために透過率が低下するからである。なお、接続部２２の幅（図３（ａ）におけるγ）は、サブ画素電極間で電気的な接続が確保できる範囲において、より小さい方が好ましい。なお、スリットの幅と同程度の幅とすることが好ましい。すなわち、７〜１４μｍとすることが好ましい。
【００３１】
なお、スリットの向きは特に限定されない。例えば、表示パターンが直線を強調させたい形状である場合等には、表示パターンの縦軸と横軸に沿ってサブ画素電極２０が並ぶようにスリット２１を配置させてもよい（例えば、図３（ａ）に示した向き）。また、例えば、表示パターンが曲線形状である場合など直線を強調させたくない形状である場合等には、表示パターンの縦軸と横軸に対してそれぞれ４５度となる軸に沿ってサブ画素電極２０が並ぶようにスリット２１を配置させてもよい（例えば、図２（ａ）に示した向き）。
【００３２】
なお、コモン電極１４１は、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、少なくとも表示パターンの領域内においてセグメント電極１２２と重なるように形成されていればよい。
【００３３】
このようにセグメント電極側に規則的に配置されたＬ字形状のスリット２１を形成したことによって、図３（ｃ）に示すように、電極印加時に電極エッジ部分に斜め電界を発生させることができる。各サブ画素電極内においては、複数の配向方向を制御する斜め電界を発生させることができ、結果として配向分割が可能となる。
【００３４】
また、図５は、さらにコモン電極側に円形状のスリット３１を設けた例を示す説明図である。なお、図５（ａ）は、セグメント電極１２２の例を示す平面図であって図３（ａ）に示した例と同様である。図５（ｂ）は、本実施形態のコモン電極１４１の他の例を示す平面図である。図５（ｂ）に示すように、コモン電極側に、サブ画素電極２０の中心に位置するように円形状のスリット（ホール）３１を形成してもよい。なお、本実施の形態では円形状のスリットとしたが、矩形状、楕円形状としてもよい。すなわち小径のドット状とすればよい。
【００３５】
コモン電極側のサブ画素電極２０の中心部に相当する位置に、円形状のスリット（ホール）を設けることで、液晶の配向状態をより安定させることができ、さらに応答速度を速めることができる。円形状スリットの直径は、７〜１４μｍであることが好ましい。７μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなり、液晶の配向状態を安定させる効果が得られなくなるからである。また、１４μｍよりも大きくすると、スリットによって点灯しない部分が増えるために透過率が低下するからである。
【００３６】
なお、上記説明では、セグメント電極１２２を例に用いて、Ｌ字形状のスリット２１および対向電極への円形状のスリット３１の形成方法（形状、サイズ、配置の仕方等）を説明したが、他のセグメント電極についても同様にスリットの形成が行われている。
【００３７】
また、上記説明では、セグメント電極側にＬ字形状のスリットを形成し、その対向電極であるコモン電極側に円形状のスリットを形成する例を示したが、これらは逆であってもよい。例えば、図６に示すように、コモン電極１４１にＬ字形状のスリット２１を形成し、その対向電極であるセグメント電極１２２に円形状のスリット３１を形成するようにしてもよい。また、円形状のスリット３１を形成せずに、コモン電極側にのみＬ字形状のスリットを形成してもよい。コモン電極側にＬ字形状のスリットを形成する場合、スリットの配置位置を表示パターンを含めるように大きめの領域にＬ字形状のスリットを形成したほうがよい。なお、いずれか一方の側の電極にＬ字形状のスリットが形成されていればよく、円形状のスリットを形成する場合にはその対向電極側に形成されていればよい。なお、一般に面積のより小さいセグメント電極側にＬ字形状のスリットを形成する方が、斜め電界が効果的に発生するため好ましい。
【００３８】
また、Ｌ字形状のスリット２１や円形状のスリット３１の配置は、各セグメント電極に対してそれぞれ個別に決定してもよいが、図７に示すように、表示領域全体を通して一様な配列となるようにしたほうが、フォト版の設計が早く終了できるため好ましい。この場合、表示領域全体に対してスリットの配置を決めた後で、各セグメント電極の部分あるいは表示パターンとなる領域の電極部分にスリットを残すようにすればよい。
【００３９】
また、ＶＡ用の光学補償フィルムとして使用されているＣプレートや２軸フィルムを用いることによって、オフ（ＯＦＦ）時の透過率の角度依存性が良好となり、さらに広視野角が得られる。
【００４０】
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、ドットマトリスクタイプのＶＡ型の液晶表示装置に本発明を適用した例である。図８（ａ）は、第２の実施形態のＶＡ型の液晶表示素子１の構成例を示す分解斜視図であるが、基本的には図１（ａ）に示した構成と同じである。すなわち、液晶表示素子１は、ガラス等の２枚の基板間に形成され、視認側からＦ偏光板１１、セグメント電極部１２、液晶層１３、コモン電極部１４およびＲ偏光板１５が積層された構造である。図８（ａ）でも、基板は記載省略されている。
【００４１】
図８（ｂ）は、本実施形態のセグメント電極部１２およびコモン電極部１４の例を示す平面図である。図８（ａ）では、セグメント電極部１２を板状で示しているが、セグメント電極部１２は、より具体的には縦方向に伸びる短冊状の複数のセグメント電極によって構成されている。図８（ｂ）に示す例では、セグメント電極部１２における４つのセグメント電極１２１〜１２４の一部が示されている。実際には、セグメント電極１２１〜１２４は、図８（ｂ）における上下方向にさらに伸びている。
【００４２】
また、図８（ｂ）において破線は、本実施形態による液晶表示素子におけるコモン電極部１４を示している。図８（ａ）では、コモン電極部１４を板状で示しているが、コモン電極部１４は、より具体的には横方向に伸びる短冊状の複数のセグメント電極によって構成されている。図８（ｂ）には、コモン電極部１４における４つのコモン電極１４１〜１４４の一部が示されている。実際には、コモン電極１４１〜１４４は、図８（ｂ）における左右方向にさらに伸びている。本実施形態では、複数のセグメント電極と複数のコモン電極とは交差するように配されている。
【００４３】
図９は、図８（ｂ）に示したセグメント電極１２１〜１２２およびコモン電極１４１〜１４２の一部を拡大して示す説明図である。ここで、各セグメント電極の間（線間）の幅すなわち電極間距離はａである。以下、電極間距離を、単に「線間」ということがある。また、各コモン電極の線間は、各セグメント電極の線間と同じａである。
【００４４】
図９に示すように、セグメント電極１２１および１２２には、少なくともコモン電極と交差する領域である各画素領域において、Ｌ字形状のスリット２１が規則的な配置で形成されることによって、複数の矩形のサブ画素電極２０が並んだ構造となっている。
【００４５】
各サブ画素電極２０の規定については、基本的には第１の実施形態と同様である。すなわち、各サブ画素電極２０は、一つのＬ字形状のスリット２１よって、４つあるうちの１つの角およびその角から伸びる二辺が規定される形状となっている。また、サブ画素電極２０の残りの３つの角は開口しており、その開口している３つの角を介して、隣接する４つのサブ画素電極２０と接続する形状となっている。
【００４６】
本実施形態においても、サブ画素電極２０は、一辺のサイズが４０〜８５μｍであることが好ましい。４０μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が大きくなり過ぎて液晶の配向状態が悪くなるからである。また、電極形成のパターニング状態のばらつきの影響を受けて所定のスリット形状が形成されず、液晶の配向状態もばらつきができるからである。８５μｍよりも大きくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなってサブ画素電極の中央まで液晶配向が得られにくくなり、液晶の配向状態が悪くなるからである。また、形状は正方形であることが好ましい。換言すると、Ｌ字形状のスリット２１の内角は９０度であることが好ましい。
【００４７】
また、スリット幅は、７〜１４μｍであることが好ましい。７μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなり、液晶の配向状態が悪くなるからである。また、１４μｍよりも大きくすると、スリットによって点灯しない部分が増えるために透過率が低下するからである。なお、接続部２２の幅は、サブ画素電極間で電気的な接続が確保できる範囲において、より小さい方が好ましい。なお、スリットの幅と同程度の幅とすることが好ましい。すなわち、７〜１４μｍとすることが好ましい。なお、スリットの向きは特に限定されない。他の点に関しては、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
また、図１０は、本実施形態において、さらにコモン電極側に円形状のスリット３１を設けた例を示す説明図である。円形状のスリット（ホール）３１についても、基本的には第１の実施形態と同様でよい。すなわち、図１０に示すように、円形状のスリット（ホール）３１は、コモン電極の少なくとも各画素領域において、対向するセグメント電極に規定された各サブ画素電極２０の中心部に相当する位置に形成すればよい。
【００４９】
本実施形態においても、円形状スリットの直径は、７〜１４μｍであることが好ましい。７μｍよりも小さくすると、スリットによる斜め電界の影響が小さくなり、液晶の配向状態を安定させる効果が得られなくなるからである。また、１４μｍよりも大きくすると、スリットによって点灯しない部分が増えるために透過率が低下するからである。
【００５０】
なお、本実施形態でも、コモン電極側にＬ字形状のスリットを形成し、その対向電極であるセグメント電極側に円形状のスリットを形成するようにしてもよい。また、円形状のスリット３１を形成せずに、コモン電極側にのみＬ字形状のスリットを形成してもよい。すなわち、いずれか一方の電極側にＬ字形状のスリットを設ければよく、円形状のスリットを設ける場合にはその対向電極側に設ければよい。なお、一般に、表示パネルの長辺方向に対して垂直方向に伸びるように形成されるセグメント電極１２１の方が、表示パネルの長辺方向に並行に伸びるように形成されるコモン電極に比べて電極の長さが短いため、セグメント電極側にＬ字形状のスリットを設ける方が好ましい。電極の長さがより長いコモン電極側にＬ字形状のスリットを設けると、抵抗が大きくなるからである。他の点に関しては、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、ドットマトリクスタイプのＶＡ型の液晶表示素子においても、第１の実施形態と同様に電圧印加時の配向乱れを低減して液晶の配列をより均一にすることができるので、表示品位を向上させることができる。
【実施例１】
【００５２】
以下、具体的な実施例を説明する。なお、本実施例（第１の実施例）および以下に続く第２〜第４の実施例は、第１の実施形態に対応した実施例であり、第５〜第７の実施例は、第２の実施形態に対応した実施例である。
【００５３】
図１１（ａ）は、第１の実施例のセグメント電極の一部を拡大して示す平面図である。図１１（ａ）に示すように、本実施例では、Ｆ側（視認側）のガラス基板に、表示パターンの形状に合わせたセグメント電極を、その領域内に規則的に幅１０μｍのＬ字形状のスリットを形成することによって一辺が５５×５５μｍの複数のサブ画素電極からなるようにパターニングした。各サブ画素電極２０は、他のサブ画素電極と接続されるための接続部が３つの角に設けられた形となっている。
【００５４】
また、Ｒ側（反視認側）のガラス基板には、セグメント電極に対向するコモン電極をパターニングした。本実施例では、コモン電極１４に、対向するセグメント電極１２に形成される各サブ画素電極の中央部に相当する位置に直径１０μｍの円形状のスリット３１を形成した。
【００５５】
次いで、垂直性の配向膜をＦ側およびＲ側に成膜し、リタデーションΔｎ・ｄを４６９ｎｍにした。液晶材料として、誘電異方性（Δε）が−４．４のものを用いた。
【００５６】
偏光板１１，１５として、株式会社ポラテクノ製のＳＨＣ−１３ＵＬ２ＳＺ９と、ＳＨＣ−１３ＵＬ２Ｓを用いた。
【００５７】
液晶表示パネルの長辺方向を基準軸として、視認側から見たときの基準軸からＦ偏光板１１の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝０゜になるようにし、Ｒ偏光板１５の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝９０゜になるようにした。ここでは、偏光板１１，１５の吸収軸が直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。なお、良好な回転配向が得られる場合には、偏光板１１，１５の吸収軸がほぼ直交すればよく、例えば、θ１＝４５゜、θ２＝１３５゜としても良好な視認性が得られる。
【００５８】
以上のように作製した液晶表示素子１を、デューティ比１／４で駆動させたところ、良好な視認性が得られた。すなわち電圧非印加時やオフ（ＯＦＦ）時には良好な黒色表示が得られ、オン（ＯＮ）の電圧印加時には明るい白色表示が得られた。
【００５９】
図１２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果を示す説明図である。なお、図１２では、表示パターン領域から２つの領域を切り出して示している。図１２（ａ）および（ｂ）に示されるように、本実施例では、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られることが確認された。
【００６０】
［比較例１］
図１１（ｂ）は、第１の比較例のセグメント電極の一部を拡大して示す平面図である。図１１（ｂ）に示すように、本比較例では、Ｆ側（視認側）のガラス基板に、表示パターンの形状に合わせたセグメント電極を、その領域内に規則的に幅１０μｍのＩ字形状のスリットを形成することによって一辺が５５×５５μｍの複数のサブ画素電極からなるようにパターニングした。各サブ画素電極２０は、他のサブ画素電極と接続されるための接続部が４つの角に設けられた形となっている。また、コモン電極側には円形状のスリットを形成しない形態とした。なお、他の点に関しては、第１の実施例と同様である。
【００６１】
以上のように作製した液晶表示素子１を、デューティ比１／４で駆動させたところ、オン時（オンの電圧印加時）に明るさのむら等が観察され、第１の実施例の場合に比べて視認性が低下していることがわかった。図１３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本比較例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果を示す説明図である。なお、図１３では、表示パターン領域から図１２と同じ２つの領域を切り出して示している。図１３（ａ）および（ｂ）に示されるように、本比較例では、サブ画素電極によっては回転配向が観察されるが、各サブ画素電極間で液晶の配向状態にばらつきが確認される。このことから、電圧を印加したときの液晶分子の倒れる方向が揃っていないことがわかる。この理由として、Ｉ字形状のスリットの場合、他のサブ画素電極との接続部が形成される領域（接続用領域）が広いためにその部分の配向安定性が悪く、そこからサブ画素領域内の配向を阻害していると考えられる。
【００６２】
これに対して、第１の実施例では、Ｌ字形状のスリットによって、その（比較例の接続用領域に相当する領域）の中央を２方向に配向を規制することができ、この規制によってその部分の配向を安定させることができたと考えられる。その結果、サブ画素領域内においても液晶配向の安定性が得られたと考えられる。矩形のサブ画素領域内において、角に接続部を配設する場合、接続部の数は３つより２つと少ないほうが好ましいが、２つの接続部で複数のサブ画素電極を規則的に配設することができない。従って、接続部の数は３つが最小であって、最も好ましい配向状態を得ることができることになる。
【実施例２】
【００６３】
図１４は、第１〜第４の実施例および第１、第２の比較例の評価結果をまとめて示す説明図である。第２の実施例では、第１の実施例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを５５×５５μｍとするようなＬ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成しない形態で動作確認を行った。本実施例においても、良好な視認性が得られた。また、本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られることが確認された（図１４参照。）。
【実施例３】
【００６４】
第３の実施例では、第１の実施例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＬ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状のスリットを形成した形態で動作確認を行った。本実施例においても、良好な視認性が得られた。また、本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られることが確認された（図１４参照。）。
【実施例４】
【００６５】
第４の実施例では、第１の実施例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＬ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成しない形態で動作確認を行った。本実施例においても、良好な視認性が得られた。また、本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られることが確認された（図１４参照。）。
【００６６】
［比較例２］
第２の比較例では、第１の比較例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＩ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成しない形態で動作確認を行った。その結果、第４の実施例と比べて視認性が低下したことが認められた。また、図１４に示すように、偏光顕微鏡観察を行った結果、本比較例では一旦回転配向が得られたが、徐々に配向が乱れることが確認された。
【００６７】
以上のように、第１の実施形態に対応してＬ字形状のスリットを形成した各実施例と、Ｉ字形状のスリットを形成した各比較例とを比べると、円形状スリットの有無およびサブ画素電極サイズに関わらず、Ｌ字形状のスリットを配置した場合の方が良好な視認性が得られることがわかった。特に、円形状スリットを設けた場合には、非常に良好な配向状態が認められ、点灯部での明るさのむら等が少なく広い視野角が得られた。また、円形状のスリットを設けた方が、応答速度が約１０％速くなることがわかった。また、サブ画素電極サイズが大きいほど良好な回転配向が得られることがわかったが、一辺が８５μｍを超えると表示パターンが粗く見えるという問題が確認された。
【実施例５】
【００６８】
以下、第２の実施形態に対応した実施例を説明する。図１５（ａ）は、第５の実施例のセグメント電極の一部を拡大して示す平面図である。本実施例では、図１５（ａ）に示すように、Ｆ側（視認側）のガラス基板に、縦方向に伸びる短冊状の複数のセグメント電極を、少なくとも各画素領域内に規則的に幅１０μｍのＬ字形状のスリットを形成することによって一辺が４０×４０μｍの複数のサブ画素電極からなるようにパターニングした。各サブ画素電極２０は、他のサブ画素電極と接続されるための接続部が３つの角に設けられた形となっている。
【００６９】
また、Ｒ側（反視認側）のガラス基板には、セグメント電極と交差する短冊状の複数のコモン電極をパターニングした。なお、コモン電極には円形状のスリット３１を形成していない。また、各セグメント電極および各コモン電極は、それぞれ線幅３９０μｍ、線間２０μｍとした。
【００７０】
次いで、垂直性の配向膜をＦ側およびＲ側に成膜し、リタデーションΔｎ・ｄを８１０ｎｍにした。液晶材料として、誘電異方性（Δε）が−２．７のものを用いた。
【００７１】
偏光板１１，１５として、株式会社ポラテクノ製のＳＨＣ−１３ＵＬ２ＳＺ９と、ＳＨＣ−１３ＵＬ２Ｓを用いた。
【００７２】
液晶表示パネルの長辺方向を基準軸として、視認側から見たときの基準軸からＦ偏光板１１の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝０゜になるようにし、Ｒ偏光板１５の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝９０゜になるようにした。ここでは、偏光板１１，１５の吸収軸が直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。なお、良好な回転配向が得られる場合には、偏光板１１，１５の吸収軸がほぼ直交すればよく、例えば、θ１＝４５゜、θ２＝１３５゜としても良好な視認性が得られる。
【００７３】
以上のように作製した液晶表示素子１を、デューティ比１／１６で駆動させたところ、良好な視認性が得られた。すなわち電圧非印加時やオフ（ＯＦＦ）時には良好な黒色表示が得られ、オン（ＯＮ）の電圧印加時には明るい白色表示が得られた。
【００７４】
図１６は、第５〜第７の実施例および第３、第４の比較例の評価結果をまとめて示す説明図である。本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られたことがわかった（図１６参照。）。
【００７５】
［比較例３］
図１５（ｂ）は、第３の比較例のセグメント電極の一部を拡大して示す平面図である。図１５（ｂ）に示すように、本比較例では、Ｆ側（視認側）のガラス基板に、縦方向に伸びる短冊状の複数のセグメント電極を、少なくとも各画素領域内に規則的に幅１０μｍのＩ字形状のスリットを形成することによって一辺が４０×４０μｍの複数のサブ画素電極からなるようにパターニングした。各サブ画素電極２０は、他のサブ画素電極と接続されるための接続部が４つの角に設けられた形となっている。
【００７６】
また、Ｒ側（反視認側）のガラス基板には、セグメント電極と交差する短冊状の複数のコモン電極をパターニングした。なお、コモン電極には円形状のスリット３１を形成していない。また、各セグメント電極および各コモン電極は、それぞれ線幅３９０μｍ、線間２０μｍとした。
【００７７】
また、液晶表示パネルの長辺方向を基準軸として、視認側から見たときの基準軸からＦ偏光板１１の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝４５゜になるようにし、Ｒ偏光板１５の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝１３５゜になるようにした。なお、他の点に関しては、第１の実施例と同様である。
【００７８】
以上のように作製した液晶表示素子１を、デューティ比１／１６で駆動させたところ、オン時（オンの電圧印加時）に明るさのむら等が観察され、第１の実施例の場合に比べて視認性が低下していることがわかった。また、図１６に示すように、偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で配向が揃わず不安定な状態となっていることが確認された。
【実施例６】
【００７９】
第６の実施例では、第５の実施例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＬ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成しない形態で動作確認を行った。本実施例においても、良好な視認性が得られた。また、本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られることが確認された（図１６参照。）。
【００８０】
［比較例４］
第４の比較例では、第３の比較例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＩ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成しない形態で動作確認を行った。その結果、第６の実施例と比べて視認性が低下したことが認められた。また、図１６に示すように、偏光顕微鏡観察を行った結果、本比較例では、回転配向は得られるが、各サブ画素電極内で配向状態にばらつきがあることが確認された。
【実施例７】
【００８１】
第７の実施例では、第５の実施例と同じ条件において、セグメント電極にサブ画素電極サイズを７０×７０μｍとするようなＬ字形状のスリットを形成し、かつコモン電極側に円形状スリットを形成した形態で動作確認を行った。本実施例においても、良好な視認性が得られた。また、本実施例の電源オン時の表示パターン領域に対して偏光顕微鏡観察を行った結果、各サブ画素電極間で液晶の配向の形や大きさが揃っており、各サブ画素電極内で安定した回転配向が得られたことがわかった（図１６参照。）。
【００８２】
以上のように、第２の実施形態に対応しＬ字形状のスリットを形成した各実施例と、Ｉ字形状のスリットを形成した各比較例とを比べると、比較例では、液晶配向状態が悪く、各サブ画素電極間で液晶の配向状態のばらつきが大きいことがわかった。また、円形状のスリットを設けた方が、応答速度が約１０％速くなることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、ＶＡ型の液晶表示素子において、表示品位を向上させるために適用可能である。また、本発明はアクティブマトリクス型の液晶表示素子にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１        液晶表示素子
１１      Ｆ偏光板
１２      セグメント電極部
１３      液晶層
１４      コモン電極部
１５      Ｒ偏光板
１２１，１２２，１２３，１２４    セグメント電極
１４１，１４２，１４３，１４４    コモン電極
２０  サブ画素電極
２１  スリット（Ｌ字形状）
２２  接続部
３１  スリット（円形状）
【図１】
0005685410.tif 000002
【図２】
0005685410.tif 000003
【図３】
0005685410.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005685410.tif 000008
【図８】
0005685410.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
0005685410.tif 000014
【図１６】
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【図１７】
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【図１２】
0005685410.tif 000017
【図１３】
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